Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- Hvad er et gap-kryds?
- Typer af gap-junctions
- Betydningen af hulforbindelser
- Hvad er Plasmodesmata?
- Funktionerne ved Plasmodesmata
- Regulering af Plasmodesmata
- Variationer af Plasmodesmata
- Andre typer forbindelser mellem celler
I både dyre- og planteriger skal celler være i stand til at kommunikere med hinanden for at sikre overlevelse. Der findes et antal kanaler og kryds, som overbryger celler og giver mulighed for, at stoffer og s kan krydse mellem dem. To hovedeksempler inkluderer plasmodesmata og mellemrum, men de har vigtige forskelle.
Læs mere om lighederne og forskellene mellem plante- og dyreceller.
TL; DR (for lang; læste ikke)
I både planter og dyr har celler brug for en måde at kommunikere med hinanden på, at passere vigtige signaler for immunrespons og tillade materialer at strømme over membraner til andre celler. Mellemrum i dyr og plasmodesmata-planter er to lignende typer kanaler, men de har forskellige forskelle fra hinanden.
Hvad er et gap-kryds?
Gap-kryds er en form for forbindelseskanal, der findes i dyreceller. Plante celler har ikke spalteforbindelser.
Et mellemrum består af connexonseller hæmichannels. Hemikanneller fremstilles ved hjælp af den endoplasmatiske retikulum af celler og flyttes til cellemembranen ved hjælp af Golgi-apparatet. Disse molekylære strukturer er fremstillet af transmembranproteiner med navnet connexins. Forbindelser stiller op for at danne et mellemrum mellem naboceller.
Læs mere om Golgi-apparats funktion og struktur.
Gapkrydser fungerer som kanaler for at tillade vigtige stoffer, såsom små diffusible molekyler, mikro-RNA'er (miRNA'er) og ioner. Større molekyler som sukker og proteiner kan ikke passere gennem disse små kanaler.
Gap-kryds skal arbejde i forskellige hastigheder for kommunikation mellem celler. De kan åbne og lukke hurtigt, når der er behov for hurtig reaktion. Fosforylering spiller en rolle i reguleringen af gap-junctions.
Typer af gap-junctions
Indtil videre har forskere fundet tre hovedtyper af spalteforbindelser i dyreceller. Homotype spalteforbindelser har identiske sammenhænge. Heterotypiske spalteforbindelser er lavet af forskellige typer sammenhænge. Heteromere spalteforbindelser kan enten have identiske forbindelser eller forskellige.
Betydningen af hulforbindelser
Gap-kryds fungerer til, at visse materialer kan passere mellem naboceller. Dette er altafgørende for at bevare en organisms helbred. For eksempel har hjerte-myocardiale celler brug hurtig kommunikation via ionstrøm for at arbejde korrekt.
Gap-kryds er også vigtige for immunsystemets reaktioner. Immunceller bruger gap-junctions til at generere responser i raske celler såvel som inficerede eller kræftceller.
Mellemrum i immunceller gør det muligt for calciumioner, peptider og andre budbringere at passere. En sådan messenger er adenosintriphosphat eller ATP, der tjener til at aktivere immunceller. Calcium (Ca2 +) og NAD + tjener hver som signalmolekyler relateret til cellulær funktion gennem en celles levetid.
RNA får også lov til at krydse gennem spalteforbindelser, men krydserne viser sig at være selektive med hensyn til hvilke miRNA'er der er tilladt.
Gapkryds er også vigtige i visse kræftformer og blodsygdomme, såsom leukæmi. Forskere vurderer stadig, hvordan kommunikationen mellem stromaceller og leukæmiske celler fungerer.
Forskere forsøger at opdage mere information om forskellige blokkeere af gap-junctions for at muliggøre produktion af nye lægemidler, der kan hjælpe med at behandle immunforstyrrelser og andre sygdomme.
Hvad er Plasmodesmata?
I betragtning af den vigtige rolle, der er spalteforbindelser i dyreceller, kan du undre dig over, om de også findes i planteceller. Imidlertid mangler spalteforbindelser i planteceller.
Plante celler indeholder kaldte kanaler plasmodesmata. Edward Tangl opdagede først disse i 1885.Dyreceller har ikke nogen plasmodesmata i sig selv, men forskere har opdaget en lignende kanal, der ikke er et hulforbindelse. Der er en række strukturelle forskelle mellem plasmodesmata og mellemrum.
Så hvad er plasmodesmata (plasmodesma hvis ental)? Plasmodesmata er små kanaler, der bygger bro mellem planteceller. I denne henseende ligner de meget gabsforbindelserne mellem dyrenes celler.
Imidlertid skal plasmodesmata i planteceller krydse primære og sekundære cellevægge for at tillade signaler og materialer på tværs. Dyreceller har ikke cellevægge. Så planter har brug for en måde at komme igennem cellevæggene på, da plasmaplasmembraner ikke direkte kontakter hinanden i planteceller.
Plasmodesmata er generelt cylindriske og foret med plasmamembran. De har desmotubuler, smalle rør fremstillet af glat endoplasmatisk retikulum. De nyligt dannede primære plasmodesmata har en tendens til at klynge sig sammen. Sekundære plasmodesmata udvikler sig, når celler ekspanderer.
Funktionerne ved Plasmodesmata
Plasmodesmata muliggør passage af specifikke molekyler mellem planteceller. Uden plasmodesmata kunne nødvendige materialer ikke passere mellem plantens stive cellevægge. Vigtige materialer, der passerer gennem plasmodesmata, inkluderer ioner, næringsstoffer og sukker, signalmolekyler til immunrespons, lejlighedsvis større molekyler som proteiner og nogle RNA'er.
De tjener også generelt som en slags filter for at forhindre meget større molekyler og patogener. Imidlertid kan indtrængende tvinge plasmodesmata til at åbne op og tilsidesætte denne forsvarsmekanisme for planter. Denne ændring i plasmodesmatas permeabilitet er blot et eksempel på deres tilpasningsevne.
Regulering af Plasmodesmata
Plasmodesmata kan reguleres. En fremtrædende regulatorisk polymer er callose. Callose bygger sig op omkring plasmodesmata og arbejder for at kontrollere, hvad der kan komme ind i dem. Forøgede mængder callose resulterer i mindre bevægelse af molekyler gennem plasmodesmata. Det gør dette ved i det væsentlige at klemme poreens diameter. Permeabiliteten kan øges, når der er mindre kallose.
Undertiden kan større molekyler passere gennem plasmodesmata ved at udvide deres porestørrelse eller udvide dem. Dette er desværre undertiden draget fordel af vira. Forskere lærer stadig om den nøjagtige molekylære sammensætning af plasmodesmata, og hvordan de fungerer.
Variationer af Plasmodesmata
Plasmodesmata besidder forskellige former i forskellige roller i planteceller. På deres mest basale form er de enkle kanaler. Imidlertid kan plasmodesmata skabe mere avancerede og forgrenede kanaler. Disse sidstnævnte plasmodesmata fungerer mere som filtre, der kontrollerer bevægelse afhængigt af plantevævstypen. Nogle plasmodesmata fungerer som sigte, mens andre fungerer som en tragt.
Andre typer forbindelser mellem celler
I humane celler kan fire typer intracellulære forbindelser findes. Gap-kryds er en af disse. De andre tre er desmosomer, vedhæftede knudepunkter og okkluderende kryds.
Desmosomer er små forbindelser, der er nødvendige mellem to celler, der ofte tåler eksponering, såsom epitelceller. Forbindelsen består af cadheriner eller linkerproteiner.
Afbrydende kryds kaldes også stramme kryds. De forekommer, når to cellers plasmamembraner smelter sammen. Ikke mange stoffer kan komme igennem det okkluderende eller tætte kryds. Den resulterende tætning tjener en beskyttende barriere mod patogener; disse kan dog undertiden overvindes, idet cellerne åbnes for at angribe.
Vedhæftningskryds kan findes under okkluderende kryds. Kadheriner forbinder disse to slags kryds. Vedhæftningskryds sammenhænges via actinfilamenter.
Endnu et stik er hæmidesmosomet, der bruger integrin snarere end cadheriner.
For nylig har forskere opdaget, at både dyreceller og bakterier indeholder lignende cellemembrankanaler som plasmodesmata, som ikke er spalteforbindelser. Disse kaldes tunneling nanorør, eller TNT'er. I dyreceller kan disse TNT'er lade vesikulære organeller bevæge sig mellem celler.
Selvom der er mange forskelle mellem mellemrum og plasmodesmata, spiller de begge en rolle i at tillade det intracellulær kommunikation. De passerer cellesignaler, og de kan reguleres for at tillade eller nægte visse molekyler at krydse. Undertiden kan vira eller andre sygdomsvektorer manipulere dem og ændre deres permeabilitet.
Når forskere lærer mere om den biokemiske sammensætning af begge slags kanaler, kan de bedre justere eller fremstille nye lægemidler, der kan forhindre sygdom. Det er tydeligt, at intracellulære membranforede porer er udbredt i mange arter, og det ser ud til, at der endnu ikke er opdaget nye kanaler i bakterier, planter og dyr.